地表移动荷载对既有地下隧洞动力影响解析研究

摘要：

为获得地表移动荷载对地下隧洞的动力影响,首次给出了地表移动荷载作用下半空间隧洞动力响应解析解.地表移动荷载采用移动简谐荷载模拟,含隧洞半空间地基通过各向同性弹性介质模拟.基于弹性地基控制方程在直角坐标系和柱坐标系下基本解及平面与柱面波函数波形转换,结合地基表面和隧洞柱面施加边界条件,在频域中求得移动荷载下半空间弹性地基与隧洞解析解答,并结合快速Fourier逆变换求得隧洞时域动力响应.利用本解析模型,可计算获得地面移动荷载引起的地下隧洞振动影响,通过与已有研究对比,对本模型正确性进行验证.计算分析了不同荷载移动速度与隧洞埋深下,隧洞表面位移、加速度和地基中动应力响应.研究表明,随着荷载移动速度增加,隧道拱顶地基中动应力与振动加速度均显著增加.地基中动应力随隧道埋深增加迅速衰减,隧洞加速度随埋深衰减相对较慢,但当隧洞埋深超过某一临界深度时,隧洞振动可低于我国规范规定限值.在低速范围,隧洞临界深度随荷载速度线性增加,但当荷载速度超过一定值,隧洞临界深度随着荷载速度呈指数型增长.

关键词：地表荷载、地下隧洞、波形转换、环境振动评估、解析研究

所属期刊栏目：40

分类号：TU435(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家重点研发计划项目2016YFC0800200;国家自然科学基金项目51578500,51778571,51708503;中国博士后科学基金资助项目2017M621967

在线出版日期：2019-01-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：2266-2273